پروتئینی به شکل عنکبوت

 پروتئین C4BP در شکل فضائی خود با "8بازو" شبیه به یک عنکبوت است.

ساختار "بدن عنکبوتی" اخیرا توسط محققان از مرکز هلمهولتز برای تحقیقات عفونی Braunschweig در HZI  و دانشگاه فنی Darmstadt با جزئیات کامل تشریح شده است. این امر داشنمندان را به سوی ایده های غیرمتعارف سوق داد. این پروتئین احتمالا بعنوان یک داربست برای انتقال مواد فعال داروئی بخصوص مولکول های زیستی مناسب می باشد.   محققان درحال انتشار نتایج خود مجله بین المللی  Journal of Molecular Biology هستند.

سیستم مکمل به اصطلاح بخشی از دفاع ایمنی ذاتی درون بدن انسان است: بیش از 60 پروتئین مختلف اولین واکنش های دفاعی در برابر تهاجم پاتوژن ها را شکل می دهند. یکی از آنها پروتئین اتصالی C4b مشهور به C4BP می باشد که در خون است و علیه باکتریها در دفاع ایمنی نقش دارد. چگونه پروتئین به این مهمی فعالیت خود را انجام می دهد و یا چطور با مولکول های دیگر واکنش می دهد. این امر فقط بوسیله دانشمندان قابل پیش بینی است زمانیکه ساختار فضایی مولکول را شناسایی کرده باشند. بنابراین زیست شناسان ساختار ماده را در خالص ترین حالت خود با اشعه X آزمایش کردند و قادر به بازسازی طرح فضائی آن در کامپیوتر شدند. دانشمندان پی بردند که این پروتئین "8بازو" دارد و در نتیجه شبیه به یک عنکبوت بنظر می رسد. 7 تا از بازوها همانند زنجیره های آلفا هستند، درحالیکه بازوی هشتم "زنجیره بتا" از بقیه متفاوت است. بدن عنکبوتی که این زنجیره های جانبی را به هم نگه می دارد دامین الیگومریزیشن نامیده می شود. ساختار آن مورد علاقه ویژه دانشمندان بود زمانیکه هم ردیفی فضائی"بازوها" را مشخص می کند.  ساختار تازه توصیف شده 2 متغیر را محتمل می سازد. توماس هوف مایر، دانشجوی PhD در موسسه شیمی آلی و بیوشیمی دانشگاه فنی دارمشتات می گوید"به هر حال یکی از این دو احتمال امکان پذیر است زیرا بسیار پایدارتر است". همچنانکه بوسیله دکتر استفان اشملز از گروه زیست شناسی ساختاری HZI شرح داده شد پروتئین C4BP کاملا پایدار است: "حتی جوشاندن قادر به تجزیه شکل آن نیست". عموما، پروتئین های انسانی تا دمای 40 درجه سانتیگراد پایدار می مانند. دماهای بالاتر در بدن یافت نمی شوند، اما پایداری C4BP کاملا یک هدف متفاوتی دارد: "همانطور که در مورد تمام اجزای سیستم کمپلمان، پروتئین اتصالی C4b در پلاسمای خون حضور دارد. پروتئین ها در معرض نیروهای برشی عظیمی در جریان خون می باشند". دکتر آندریا اسکریما، رئیس گروه تحقیقاتی "Structural Biology of Autophagy" در HZI توضیح می دهد. بنابراین این پروتئین نیاز به پایداری بالایی در رابطه با مقاومت در برابر این نیروها دارد. در حال حاضر محققان می خواهند از ساختار فضائی آن استفاده کنند. کشفیات آنها سنتز بیوشیمیایی مولکول را تسهیل نموده است.  پروفسور هارالد کولمار مدیرکارگروه بیوشیمی کاربردی در موسسه شیمی آلی و بیوشیمی دانشگاه فنی دارمشتات ادعا می کند که " در عوض 7 زنجیره آلفا، ما می توانیم مولکول های زیستی دیگری را به جای آنها قرار دهیم". "ما می توانیم از دامین الیگومریزیشن بعنوان یک چارچوب، جهت پوشاندن با مولکول های داروئی استفاده کنیم". واکسن ها برای مثال می توانند درنظر گرفته شوند.

همراه با این روش، ترکیبات فعال تری، می توانند راه خود را به هدف مورد نظر خود پیدا کنند. میزان دارو می تواند کاهش یابد اما سیستم ایمنی بدن بطور قابل ملاحظه ای برانگیخته خواهد ماند. به گفته کولمار"در نتیجه ممکن است که در آینده تنگناها، محدود کردن عرضه واکسن ها، می توانند اجتناب شده و تأثیرات جانبی کاهش یابند".